Территория Нигера расположена в пределах древней Африканской платформы. Породы фундамента – граниты, гнейсы и кристаллические сланцы выходят на поверхность на севере – в массиве Аир, на юго-западе – на побережье р.Нигер и на юге – между городами Зиндер и Гуре.
Аир делит страну на западную и восточную части. Его крутые обрывистые склоны резко выделяются на фоне окружающих плато. Массив сложен древними кристаллическими породами, прорванными вулканическими интрузиями. В Аире сосредоточены богатые залежи урановых руд в районах Арлит и Имурарен, а также месторождения каменного угля в Ану-Арарене.
На западе и востоке страны фундамент перекрыт толщей осадочных пород. Здесь обнаружены мощные нефтеносные слои, которые разрабатываются в районе Тин-Тумма. На правобережье р.Нигер открыты промышленные залежи железной руды у города Сай и фосфоритов у Тапоа и Тахуа. Обнаружены также месторождения гипса и олова.
Массив Аир имеет общий наклон к западу, где высоты достигают всего 700–800 м. Здесь много глубоких долин с сухими руслами рек (местное название «кори»), эпизодически наполняющимися водой во время дождей. В центральной части массива средние высоты достигают 1300–1700 м. Здесь расположены самые высокие точки страны – Тамгак (1988) и Идукальн-Тагес (2022 м).
Восточная часть Аира круто обрывается в сторону обширной пустыни Тенере, где преобладают подвижные дюны, образующие дюнные гряды и массивы.На севере Нигера находятся плато Мангени и Джадо, расчлененные глубокими каньонами. Средние высоты плато 800–900 м (высшая точка 1054 м на плато Мангени).
В южных районах страны преобладают выровненные плато, сложенные песчаниками, песками и суглинками с отдельными выходами кристаллических пород. Средние высоты 200–500 м. Монотонность рельефа нарушают сильно расчлененные плато Адар-Дучи к юго-востоку от Тахуа и живописные гранитные холмы в окрестностях Зиндера.Нигер расположен в одном из самых жарких районов земного шара. Средняя годовая температура здесь составляет 27–29° С. Испаряемость достигает 2000–3000 мм, тогда как годовая сумма осадков почти нигде не превышает 600 мм.
Обширные северные районы, расположенные в пустыне Сахара, характеризуются тропическим пустынным климатом с большой сухостью воздуха, высокими дневными температурами и резкими суточными температурными колебаниями (более 20°). Южные районы, входящие в зону Сахеля, отличаются переменно-влажным тропическим климатом с одним дождливым сезоном, длящимся от двух до четырех месяцев. Здесь тоже велики перепады дневных и ночных температур, и полуденная жара может достигать 40° С.
Если в Сахаре вообще выпадает менее 100 мм осадков в год и есть местности, где дождей совсем не бывает в течение нескольких лет, то в сахельской области среднее годовое количество осадков на севере не превышает 300 мм, а на юге, на широте Тахуа и Ниамея, иногда возрастает до 400–600 мм.
На крайнем юго-западе Нигера, близ границы с Республикой Бенин, климат более влажный. Среднее годовое количество осадков превышает 800 мм, а дождливый сезон продолжается 5–7 месяцев.
Смена времен года и количество осадков зависят от режима ветров. В апреле – июне господствует жаркий сухой ветер – харматан, дующий из Сахары. В июле – августе его сменяет юго-западный муссон, приносящий более влажный воздух с Атлантического океана.Частые засухи причиняют большой ущерб сельскому хозяйству Нигера. В 1968–1974 на всей территории страны разразилась сильная засуха, сопровождавшаяся гибелью посевов и скота.
Крупнейшая река страны – Нигер – получает питание за счет ливневых дождей, выпадающих в ее верховьях. Паводок в районе города Ниамей бывает в конце января – начале февраля. Южнее, у города Гая, выражены два паводка – в феврале и сентябре-октябре. Долина Нигера – важнейший сельскохозяйственный район страны, в котором воды реки широко используются для орошения.
Нигеру принадлежит часть акватории оз.Чад, которое часто меняет очертания берегов и уровень воды. Глубины колеблются от 1 до 4 м в зависимости от количества осадков и объема речного стока. Самый высокий уровень бывает в январе, самый низкий – в июле.